一种集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置的制作方法

本发明涉及液冷板测试，具体而言，涉及一种集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置。

背景技术：

1、随着人工智能、大数据和云计算技术的迅猛发展，数据中心和高性能计算服务器的算力需求呈指数级增长，作为算力核心的gpu、cpu等芯片，其功耗和热设计功耗（tdp）不断攀升，传统风冷散热方式因空气比热容低、导热系数小，难以有效控制芯片结温，易导致热节流现象，造成算力下降，在此背景下，液冷技术凭借液体远高于空气的导热效率和热容，成为解决高功耗芯片散热难题的必然选择，其中冷板式液冷因改造成本相对较低、兼容现有数据中心基础设施，已成为当前ai数据中心的主流散热方案；

2、液冷板作为液冷系统中直接与被冷却芯片接触的核心部件，其散热效率（热阻）和流体通过性（流阻）直接决定整个冷却系统的性能底线与可靠性，微小的设计缺陷或制造偏差，都可能导致散热不均、流道堵塞、泄漏甚至系统故障，因此对液冷板进行严格、全面的性能测试至关重要。

3、然而，传统测试手段存在以下明显局限：现有液冷板测试设备多采用恒热负载测试方式，无法模拟服务器芯片动态变化的功率谱，导致测试数据与真实运行性能存在较大偏差，难以准确评估液冷板在实际工况下的散热能力；

4、目前热负载测试与流体仿真分析通常独立进行，热性能测试设备与流阻测试设备分属不同系统，缺乏数据联动与相互验证机制，难以直观揭示流道设计缺陷与热性能之间的因果关系，不利于液冷板的优化设计。

5、因此我们对此做出改进，提出一种集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置。

技术实现思路

1、本发明提供了集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，包括机柜以及设置在机柜中的液冷板双通道流体测试管路组件，所述机柜的顶部设置有液冷板芯片热源模拟测试治具，液冷板芯片热源模拟测试治具用于放置待测试的液冷板，且液冷板芯片热源模拟测试治具还用于模拟服务器芯片的发热工况；

2、所述液冷板双通道流体测试管路组件包括供水组件以及回水组件，供水组件用于在测试时和液冷板的进水端连接，以向液冷板提供冷液，回水组件用于在测试时和液冷板的出水端连接，以排出经液冷板换热后的液体；

3、供水组件上设置有第一检测部，回水组件上设置有第二检测部，第一检测部用于检测冷却液体进入液冷板前的参数，第二检测部用于检测冷却液体流出液冷板后的参数；

4、还包括数据处理模块，所述数据处理模块与所述第一检测部、第二检测部及液冷板芯片热源模拟测试治具电连接，用于根据所述第一检测部和第二检测部的检测数据计算液冷板的热阻及流阻。

5、作为本申请优选的技术方案，所述机柜的底部设置有与液冷板双通道流体测试管路组件位置对应的集水箱，所述集水箱的最低处设置有排水接头，排水接头用于连接排出管道。

6、作为本申请优选的技术方案，所述液冷板芯片热源模拟测试治具包括通过螺栓安装在机柜顶部的支撑座，所述支撑座的顶部设置有支撑件，所述支撑件的顶部设置有定位件，定位件用于液冷板放置后的定位，所述支撑座与支撑件之间设置有若干个加热模组，若干个加热模组分别对液冷板的cpu以及gpu对应区域进行加热，以模拟cpu和gpu使用时的发热工况。

7、作为本申请优选的技术方案，所述支撑件包括若干个通过螺栓安装在支撑座顶部的支撑板，若干个所述支撑板的顶部之间通过螺栓安装有顶板；

8、所述定位件包括若干个通过螺栓安装在顶板顶部的定位座，所述定位座上开设有定位槽，若干个定位座与定位槽配合形成定位区，定位区用于液冷板放置后的定位。

9、作为本申请优选的技术方案，所述加热模组包括通过螺栓安装在支撑座顶部的加热块，所述加热块上设置有若干个凹槽，所述凹槽内安装有加热棒，顶板的顶部开设有与加热块顶部对应的避让口；

10、所述加热块的顶部设置有导热相变片。

11、作为本申请优选的技术方案，所述供水组件包括位于机柜内的第一连接管，所述第一连接管的一端延伸至机柜的外部且通过快装接头连接有供水管，供水管用于和换热设备的冷水输出端连接，所述第一连接管上通过快装接头连接有若干个第二连接管，所述第二连接管通过快装接头连接有第五连接管，供水组件还包括与第五连接管连通的第一派克软管，所述第一派克软管连接有第一接头。

12、作为本申请优选的技术方案，所述第一检测部包括设置在第二连接管上的第一温度传感器以及第二控制阀，所述第二控制阀远离第二连接管的一端连接有第一压力传感器，且第二连接管上还设置有超声波流量计；

13、所述第二连接管上还设置有第一控制阀，第一控制阀用于控制第二连接管与第五连接管之间水路的通断。

14、作为本申请优选的技术方案，所述第一检测部还包括可视流量计，所述可视流量计连接在第一派克软管和第五连接管之间，可视流量计安装在机柜的顶部。

15、作为本申请优选的技术方案，所述回水组件包括位于机柜内的第四连接管，第四连接管的一端延伸至机柜的外部且通过快装接头连接有回水管，回水管用于和换热设备的进水端连接，所述第四连接管上设置有与第二连接管数量相同的第三连接管，所述第三连接管通过快装接头连接有第二派克软管，所述第二派克软管连接有第二接头。

16、作为本申请优选的技术方案，所述第二检测部包括设置在第三连接管上的第二温度传感器以及第四控制阀，所述第四控制阀远离第三连接管的一端连接有第二压力传感器；

17、所述第三连接管上还设置有第三控制阀，第三控制阀用于控制第二派克软管与第三连接管之间水路的通断。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果：

19、本发明通过设置的液冷板芯片热源模拟测试治具，液冷板芯片热源模拟测试治具能够模拟服务器芯片的发热工况，进而复刻服务器芯片的复杂功耗曲线，克服了传统恒热负载测试与实际工况脱节的技术缺陷，使测试数据更贴近真实运行场景，有效提高了液冷板热性能评估的准确性；本发明在施加模拟热负载的同时，通过第一检测部和第二检测部进行流量、压力以及温度等参数的检测，进而可以同步进行热性能测试设备与流阻测试，能够直观揭示流道设计缺陷与热性能之间的因果关系，利于液冷板的优化设计；本发明采用双通道设计，可以对两个液冷板进行测试，使得其中一个液冷板检测过程中，工作人员可以进行另一个待测液冷板的安装或检测好的液冷板的拆卸，提升了测试效率。

1.一种集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，其特征在于，包括机柜（1）以及设置在机柜（1）中的液冷板双通道流体测试管路组件（2），所述机柜（1）的顶部设置有液冷板芯片热源模拟测试治具（3），液冷板芯片热源模拟测试治具（3）用于放置待测试的液冷板，且液冷板芯片热源模拟测试治具（3）还用于模拟服务器芯片的发热工况；

2.根据权利要求1所述的集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，其特征在于，所述机柜（1）的底部设置有与液冷板双通道流体测试管路组件（2）位置对应的集水箱（105），所述集水箱（105）的最低处设置有排水接头（106），排水接头（106）用于连接排出管道。

3.根据权利要求1所述的集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，其特征在于，所述液冷板芯片热源模拟测试治具（3）包括安装在机柜（1）顶部的支撑座（301），所述支撑座（301）的顶部设置有支撑件，所述支撑件的顶部设置有定位件，定位件用于液冷板放置后的定位，所述支撑座（301）与支撑件之间设置有若干个加热模组（307），若干个加热模组（307）分别对液冷板的cpu以及gpu对应区域进行加热，以模拟cpu和gpu使用时的发热工况。

4.根据权利要求3所述的集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，其特征在于，所述支撑件包括若干个安装在支撑座（301）顶部的支撑板（302），若干个所述支撑板（302）的顶部之间安装有顶板（303）；

5.根据权利要求4所述的集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，其特征在于，所述加热模组（307）包括安装在支撑座（301）顶部的加热块（3071），所述加热块（3071）上设置有若干个凹槽（3072），所述凹槽（3072）内安装有加热棒（3073），顶板（303）的顶部开设有与加热块（3071）顶部对应的避让口；

6.根据权利要求1所述的集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，其特征在于，所述供水组件包括位于机柜（1）内的第一连接管（206），所述第一连接管（206）的一端延伸至机柜（1）的外部且连接有供水管（201），供水管（201）用于和换热设备的冷水输出端连接，所述第一连接管（206）上连接有若干个第二连接管（207），所述第二连接管（207）连接有第五连接管（221），供水组件还包括与第五连接管（221）连通的第一派克软管（204），所述第一派克软管（204）连接有第一接头（205）。

7.根据权利要求6所述的集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，其特征在于，所述第一检测部包括设置在第二连接管（207）上的第一温度传感器（209）以及第二控制阀（210），所述第二控制阀（210）远离第二连接管（207）的一端连接有第一压力传感器（211），且第二连接管（207）上还设置有超声波流量计（212）；

8.根据权利要求7所述的集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，其特征在于，所述第一检测部还包括可视流量计（203），所述可视流量计（203）连接在第一派克软管（204）和第五连接管（221）之间，可视流量计（203）安装在机柜（1）的顶部。

9.根据权利要求8所述的集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，其特征在于，所述回水组件包括位于机柜（1）内的第四连接管（217），第四连接管（217）的一端延伸至机柜（1）的外部且连接有回水管（202），回水管（202）用于和换热设备的进水端连接，所述第四连接管（217）上设置有与第二连接管（207）数量相同的第三连接管（216），所述第三连接管（216）连接有第二派克软管（214），所述第二派克软管（214）连接有第二接头（213）。

10.根据权利要求9所述的集成动态热负载与仿真流体的液冷板测试装置，其特征在于，所述第二检测部包括设置在第三连接管（216）上的第二温度传感器（218）以及第四控制阀（220），所述第四控制阀（220）远离第三连接管（216）的一端连接有第二压力传感器（219）；